三电平IGBT并联均流结构制造技术

技术编号:40063563 阅读:5 留言:0更新日期:2024-01-16 23:04
本技术实施例涉及一种三电平IGBT并联均流结构,包括:通过散热器、半导体开关元件组、AC交流铜排、DC叠层母排和吸收电容;所述散热器位于所述半导体开关元件组的底层,所述半导体开关元件组的顶层连接于所述DC叠层母排的底层,所述DC叠层母排的顶层上与所述吸收电容连接;所述AC交流铜排的一侧的电连接引脚与所述散热器的侧平面、所述半导体开关元件组的侧平面和所述DC叠层母排的侧平面连接;所述AC交流铜排在电连接引脚处设置有耙型对称均流槽,使得所述AC交流铜排的电流路径和并联IGBT导通回路的阻抗相等。由此,可以实现降低成本,解决了由于不均流导致的IGBT过热,停机等问题,达到提高功率模块性能的技术效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术实施例涉及变频器和逆变器的,尤其涉及一种三电平igbt并联均流结构。


技术介绍

1、绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,igbt)作为一种常见功率器件被使用在各种功率设备中,由于单模块电流能力不足,多数情况下还是并联方案更具成本优势。同时因为系统扩展性,系列化要求,越来越多的应用需要使用igbt并联方案。igbt并联是大功率设计应用的最有效解决方案之一。

2、并联可降低模块热集中,使其获得更加均匀的温度梯度分布,较低的平均散热器温度,有益于提高热循环周次。但是同时,igbt并联又不可避免的存在一些均流问题,如换流回路杂散电感过大,磁场相互作用影响,各并联模块之间开通关断时间产生差异,影响开关速度,导致电流在上升或下降时产生不平衡,进而影响到整个系统的性能,以及igbt的使用寿命。同时由于三电平系统中igbt数量更多,各igbt之间电流流向、换流回路更加复杂,由此产生的杂散电感和动态均流、静态均流问题会更突出。


技术实现思路

1、鉴于此,为解决上述igbt并联均流的技术问题,本技术实施例提供一种三电平igbt并联均流结构。

2、第一方面,本技术实施例提供一种三电平igbt并联均流结构,包括:

3、散热器、半导体开关元件组、ac交流铜排、dc叠层母排和吸收电容;

4、所述散热器位于所述半导体开关元件组的底层,所述半导体开关元件组的顶层连接于所述dc叠层母排的底层,所述dc叠层母排的顶层之上与所述吸收电容连接;

5、所述ac交流铜排的一侧的电连接引脚与所述散热器的侧平面、所述半导体开关元件组的侧平面和所述dc叠层母排的侧平面连接;

6、所述ac交流铜排在电连接引脚处设置有耙型对称均流槽,使得所述ac交流铜排的电流路径和并联igbt导通回路的阻抗相等。

7、在一个可能的实施方式中,所述半导体开关元件组包括:

8、第一半导体开关元件组,第二半导体开关元件组和第三半导体开关元件组;

9、所述第一半导体开关元件组、所述第二半导体开关元件组和所述第三半导体开关元件组分别包含第一双管绝缘栅双极型晶体管、第二双管绝缘栅双极型晶体管和第三双管绝缘栅双极型晶体管,所述第一双管绝缘栅双极型晶体管、第二双管绝缘栅双极型晶体管和第三双管绝缘栅双极型晶体管为规格相同的双管绝缘栅双极型晶体管。

10、在一个可能的实施方式中,所述所述第一半导体开关元件组、所述第二半导体开关元件组和所述第三半导体开关元件组分别包含相同数量的双管绝缘栅双极性晶体管,且所述双管绝缘栅双极性晶体管的数量至少为三个。

11、在一个可能的实施方式中,所述双管绝缘栅双极型晶体管包括:

12、第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管;

13、所述双管绝缘栅双极型晶体管包括第一引脚、第二引脚和第三引脚;

14、所述第一引脚与所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极和所述第二绝缘栅双极型晶体管的集电极连接;所述第二引脚与所述第二绝缘栅双极型晶体管的发射极连接;所述第三引脚与所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极连接。

15、在一个可能的实施方式中,所述ac交流铜排分别与所述第一半导体开关元件组、第二半导体开关元件组和第三半导体开关元件组中的所述第一双管绝缘栅双极型晶体管的第一引脚通过并联方式连接。

16、在一个可能的实施方式中,所述dc叠层母排包括:

17、p直流铜排、n直流铜排、0电铜排、a连接铜排和b连接铜排;

18、所述n直流铜排位于所述dc叠层母排的顶层;

19、所述0电铜排和所述a连接铜排位于所述dc叠层母排的中间层;

20、所述p直流铜排和所述b连接铜排位于所述dc叠层母排的底层,所述顶层、所述中间层和所述底层之间互相平行且不在同一平面。

21、在一个可能的实施方式中,所述dc叠层母排中的中间层位于所述底层的上方,所述顶层位于所述中间层的上方。

22、在一个可能的实施方式中,所述n直流铜排分别与第一半导体开关元件组、第二半导体开关元件组和第三半导体开关元件组中各自的所述第二双管绝缘栅双极型晶体管的第二引脚通过并联方式连接;且所述n直流铜排在连接引脚处设置有不对称均流槽,使得所述n直流铜排到连接点的电流路径和并联igbt导通回路的阻抗相等;

23、所述0电铜排分别与所述第一半导体开关元件组、第二半导体开关元件组和第三半导体开关元件组中各自的所述第二双管绝缘栅双极型晶体管的第三引脚通过并联方式连接,且与所述第三双管绝缘栅双极型晶体管的第二引脚通过并联方式连接;所述0电铜排在连接引脚处设置有对称均流槽结构,使得所述0电铜排的电流路径和并联igbt导通回路的阻抗相等;

24、所述a连接铜排分别与所述第一半导体开关元件组、第二半导体开关元件组和第三半导体开关元件组中各自的所述第一双管绝缘栅双极型晶体管的第二引脚通过并联方式连接,且与所述第二双管绝缘栅双极型晶体管的第一引脚通过并联方式连接;所述a连接铜排中间开设有孔洞,使得所述a连接铜排的电流路径和并联igbt导通回路的阻抗相等;

25、所述b连接铜排分别与所述第一半导体开关元件组、第二半导体开关元件组和第三半导体开关元件组中各自的所述第一双管绝缘栅双极型晶体管的第三引脚通过并联方式连接,且与所述第三双管绝缘栅双极型晶体管的第一引脚通过并联方式连接;且所述b连接铜排中间开设有孔洞及不对称均流槽结构,使得所述b连接铜排的电流路径和并联igbt导通回路的阻抗相等;

26、所述p直流铜排分别与所述第一半导体开关元件组、第二半导体开关元件组和第三半导体开关元件组中各自的所述第三双管绝缘栅双极型晶体管的第三引脚通过并联方式连接;且所述p直流铜排在连接引脚处设置有不对称均流槽结构,使得所述p直流铜排的电流路径和并联igbt导通回路的阻抗相等。

27、在一个可能的实施方式中,所述吸收电容包含6组吸收薄膜电容,所述吸收薄膜电容分别与所述dc叠层母排中的p直流铜排和0电铜排的连接引脚连接;以及与所述dc叠层母排中的n直流铜排和0电铜排的连接引脚连接。

28、在一个可能的实施方式中,所述散热器为半导体开关元件组安装及散热的载体,所述散热器为液冷散热器、热管散热器、齿片散热器和散热基板中的任一种。

29、本技术实施例提供的三电平igbt并联均流结构,通过散热器、半导体开关元件组、ac交流铜排、dc叠层母排和吸收电容;所述散热器位于所述半导体开关元件组的底层,所述半导体开关元件组的顶层连接于所述dc叠层母排的底层,所述dc叠层母排的顶层上与所述吸收电容连接;所述ac交流铜排的一侧的电连接引脚与所述散热器的侧平面、所述半导体开关元件组的侧平面和所述dc叠层母排的侧平面连接;所述ac交流铜排在电连接引脚处设置有耙型对称均流槽,使得所述ac交流铜排的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种三电平IGBT并联均流结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的结构,其特征在于,所述半导体开关元件组包括:

3.根据权利要求2所述的结构,其特征在于,所述第一半导体开关元件组、所述第二半导体开关元件组和所述第三半导体开关元件组分别包含相同数量的双管绝缘栅双极性晶体管,且所述双管绝缘栅双极性晶体管的数量至少为三个。

4.根据权利要求2所述的结构,其特征在于,所述双管绝缘栅双极型晶体管包括:

5.根据权利要求4所述的结构,其特征在于,所述AC交流铜排分别与所述第一半导体开关元件组、第二半导体开关元件组和第三半导体开关元件组中的所述第一双管绝缘栅双极型晶体管的第一引脚通过并联方式连接。

6.根据权利要求1所述的结构,其特征在于,所述DC叠层母排包括:

7.根据权利要求6所述的结构,其特征在于,所述DC叠层母排中的中间层位于所述底层的上方,所述顶层位于所述中间层的上方。

8.根据权利要求6所述的结构,其特征在于,所述N直流铜排分别与第一半导体开关元件组、第二半导体开关元件组和第三半导体开关元件组中各自的所述第二双管绝缘栅双极型晶体管的第二引脚通过并联方式连接;且所述N直流铜排在连接引脚处设置有不对称均流槽,使得所述N直流铜排到连接点的电流路径和并联IGBT导通回路的阻抗相等;

9.根据权利要求1所述的结构,其特征在于,所述吸收电容包含6组吸收薄膜电容,所述吸收薄膜电容分别与所述DC叠层母排中的P直流铜排和0电铜排的连接引脚连接;以及与所述DC叠层母排中的N直流铜排和0电铜排的连接引脚连接。

10.根据权利要求1所述的结构,其特征在于,所述散热器为半导体开关元件组安装及散热的载体,所述散热器为液冷散热器、热管散热器、齿片散热器和散热基板中的任一种。

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【技术特征摘要】

1.一种三电平igbt并联均流结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的结构,其特征在于,所述半导体开关元件组包括:

3.根据权利要求2所述的结构,其特征在于,所述第一半导体开关元件组、所述第二半导体开关元件组和所述第三半导体开关元件组分别包含相同数量的双管绝缘栅双极性晶体管,且所述双管绝缘栅双极性晶体管的数量至少为三个。

4.根据权利要求2所述的结构,其特征在于,所述双管绝缘栅双极型晶体管包括:

5.根据权利要求4所述的结构,其特征在于,所述ac交流铜排分别与所述第一半导体开关元件组、第二半导体开关元件组和第三半导体开关元件组中的所述第一双管绝缘栅双极型晶体管的第一引脚通过并联方式连接。

6.根据权利要求1所述的结构,其特征在于,所述dc叠层母排包括:

7.根据权利要求6所述的结构,其特征在于,所述dc...

【专利技术属性】
技术研发人员:王双锋田家明郭黎华
申请(专利权)人:深圳伟创软件有限公司
类型:新型
国别省市:

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